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海堤安全性監測

發佈日期 : 2023-10-27
陳信宏 ,  hander@mail.ncku.edu.tw ,  (06)2371938 #701

台灣海岸堤防與海堤歷經風吹日曬、颱風豪雨及大小地震等影響,可能產生堤頂下陷、堤體淘空滲砂、消波塊滾落與水防道路凹陷等現象發生,對於現況海岸構造物的安全性影響極大,故有必要針對堤防與海堤構造物進行調查及檢測。而現今台灣積極開發離岸風場,外海設置之離岸風場為供應離岸風場電源傳輸之需求,將使用水平導向鑽掘工法(HDD)將海底電纜穿越海堤之施工方式,該電纜將穿越海堤上岸,考量海堤結構的穩定性及安全性,因此也必須針對海堤的安全性進行監測,並同時調查海堤高程變化與海堤堤體粒料掏空等情形。

 海堤安全性監測項目

  • 海堤穩定性監測(長期連續性監測)
  • 海堤高程監測(水準儀量測高程)
  • 海堤粒料掏空監(測透地雷達)
  • 影像紀錄監測(無人空拍機)
  • 緊急應變措施

 監測內容與方法

 海堤穩定性監測

長期監測海堤之穩定性,海堤胸牆位置配置位移感測計進行長期即時監測;另於海堤上方或靠近海堤側邊旁架設一組自動收錄傳輸系統之儀器箱與太陽能電力系統,收錄位移感測計資料並即時將資料傳輸至線上資料儲存系統。
 

 海堤高程監測

利用水準儀量測海堤胸牆之高程,監測段每塊海堤胸牆都會規劃2點位高程進行量測,並規劃每季1次海堤胸牆高程量測,以檢查海堤是否有異動或塌陷之情形。若發生中央氣象局所公告之四級以上有感地震或發布陸上颱風警報,將於地震及颱風過後至現場進行海堤高程檢測。
 

 透地雷達監測

透地雷達(Ground penetrating radar, GPR)是一種能顯示地底影像的裝置,所產生之電磁波(頻率10到1500 MHz)能有程度的穿透地層,得到地下的電磁波反射剖面(雷達迴波剖面),藉由遇到不同介質之界面所造成反射訊號,可經由透地雷達主機轉換成影像。再利用迴波剖面的訊號型態,可大致推測地下構造物的形狀、深度或淘空情形。因此海堤堤面或水防道路下淘空為海堤最主要的破壞形式,故可利用透地雷達檢測觀察海堤內部淘空之情形。
 

 影像紀錄監測

由於海堤淘空的程度提高時,有時會伴隨地表外觀的改變,如:裂隙、坑洞、變形,為了觀察海堤的變化情況,並且可提供分析與現地檢測成果之比對,可導入無人機空拍之設備,進行海堤環境低空域檢視及錄影,其重點在於檢視堤前、堤頂、堤身以及堤後現況。
  • 無人機空拍影像監測
 
 

 緊急應變措施

一般若海堤發生結構破壞、海堤沈陷、位移、粒料流失、海水滲透等事件,須採取必要的應變措施以防止損害擴大。因此可設立緊急應變流程、分級災害事故與相對應的援助單位,以達到第一時間緊急應變的目標。另外,若一般海堤或結構物監測到狀況異常,出現移位、沉陷、局部破裂等情形,可參考事先規劃之應變計劃表,因應各項損害即時判斷可能原因與應變措施,最後再進行工程上之修復。

 海堤安全監測系統

若海堤沉陷高度監測數據發生異常或超過警戒值,將啟動緊急應變措施;因此為監測所量測到之即時海堤高程數據,規劃在網站上建置海堤安全監測系統(Seawall Safety Monitoring Program)。經由現場監測儀器箱內之資料自動收錄傳輸系統,將位移感測器所量測的海堤高程資料傳輸回成大水工所之資料庫,再經由海堤安全監測系統於網站上即時呈現現場監測之海堤資料,不僅可隨時上網監看海堤即時監測位置之高程變化與沈陷量,也可顯示出各監測位置海堤沈陷量之時序列變化圖;另外,海堤安全監測系統中還包含每季量測一次之海堤高程監測值,並可下載所有海堤監測之高程與沈陷量資料。 而緊急應變措施中,考量必須即時掌握現場海堤沈陷量超過警戒值之狀態目,因此海堤安全監測系統包含警戒值手機簡訊通知之項目;當海堤沈陷量超過警戒值時,系統將即時發出簡訊通知業主、現場施工團隊及計畫團隊之負責人員。
 
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